专利名称：光学器件及光模块的制作方法
技术领域：
本实用新型属于光通信技术领域，具体地说，是涉及光学设备，更具体地说，是涉及一种米用全反射面实现光信号传输和光强度衰减的光学器件及光模块。
背景技术：
现有光通信领域用的光模块中，为将激光器发出的光束改变方向后耦合到光纤中，或者将光纤中的接收光束改变方向后耦合到光电探测器中，通常使用多个倾斜设置的反射镜来改变光束的传输方向。多个反射镜的组合因器件较多，布置结构较为复杂，组装繁琐，且容易因位置误差而影响光信号的正常传输。因此，有人提出采用具有多结构面的集成光学器件实现光信号的变向传输。一般情况下，光模块的激光器发出的光强较大，需要衰减后传输到光纤中。在使用这种多结构面的光学器件时，通常需要在光学器件中加入吸光介质材料吸收光，达到衰减光强度的目的。这种光强衰减方式不仅制作工艺复杂，且光强衰减程度不易控制，从而导致光学器件性能较低、成本较高、不易实现。
发明内容本实用新型的目的之一是提供一种光学器件，通过在光学器件中设置多个反射面，在实现光信号变向传输的同时达到光强衰减的目的，有效解决了现有技术存在的上述问题。为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案予以实现:一种光学器件，包括有设置在外表面上、将光源发出的入射光转变为平行光的准直透镜，所述光学器件还包括有将所述准直透镜传输的部分平行光以第一设定角度全反射后传输并最终耦合至外部光 纤的传输光全反射面、将所述准直透镜传输的部分平行光以第二设定角度全反射后传输并最终耦合至外部光学检测器的检测光全反射面以及至少一个将所述准直透镜传输的待衰减平行光反射后从所述光学器件穿出的衰减光反射面。如上所述的光学器件，所述衰减光反射面为一个衰减光全反射面，所述光学器件还包括有与所述衰减光全反射面相对应、用于该衰减光全反射面的反射光部分或全部透过的透射面。如上所述的光学器件，所述衰减光全反射面优选与所述准直透镜传输的平行光方向呈45°夹角倾斜设置，以实现光信号90°的变向。而且，所述透射面优选为一个，且与所述衰减光全反射面的反射光方向垂直设置，以便将衰减光全反射面的反射光全部透过。如上所述的光学器件，所述衰减光反射面还可以为两个，每个均为衰减光全反射面，所述光学器件还包括有与两个所述衰减光全反射面相对应、用于将两个衰减光反射面的反射光部分或全部透过的透射面。优选的，两个所述衰减光全反射面均与所述准直透镜传输的平行光方向呈45°夹角倾斜设置，以实现光信号90°的变向。而且，所述透射面优选为两个，每个所述透射面与其中一个所述衰减光全反射面相对应，且每个所述透射面分别与所对应的所述衰减光全反射面的反射光方向垂直设置，以便将衰减光全反射面的反射光全部透过。如上所述的光学器件，为实现光信号变向后耦合至外部光纤，在所述光学器件的外表面上还设置有与所述准直透镜异面的第一聚焦透镜，所述传输光全反射面以与所述准直透镜传输的平行光方向呈45°夹角、且使得该传输光全反射面的反射光直接传输至所述第一聚焦透镜的方向倾斜设置。如上所述的光学器件，为方便光信号强度的监控，在所述光学器件还包括有与所述准直透镜同平面设置的第二聚焦透镜，所述光学器件还包括有一个二级全反射面，所述检测光全反射面以与所述准直透镜传输的平行光方向呈45°夹角、且使得该检测光全反射面的反射光直接传输至所述二级全反射面的方向倾斜设置，所述二级全反射面以与所述检测光全反射面的反射光方向呈45°夹角、 且使得该二级全反射面的反射光直接传输至所述第二聚焦透镜的方向倾斜设置。本实用新型还提供了一种光模块，该光模块采用上述所述结构的光学器件来实现光信号的传输。与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果是:本实用新型通过在光学器件中设置多个反射面，在利用全反射面实现光信号变向传输、最终耦合到输出光纤中输出的同时，还可以利用反射面将需要衰减的部分光从光学器件中透出而达到光强衰减的目的，从而以简单的结构和可靠的控制实现了光学器件的多个功能，提高了光学器件的使用性倉泛。结合附图阅读本实用新型的具体实施方式
后，本实用新型的其他特点和优点将变得更加清楚。
图1是本实用新型光学器件一个实施例的结构示意图；图2是具有图1光学器件的光模块一个实施例的光路原理图；图3是本实用新型光学器件另一个实施例的结构示意图；图4是具有图3光学器件的光模块一个实施例的光路原理图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式
进行详细的描述。请参考图1和图2，其中，图1所示为本实用新型光学器件一个实施例的结构示意图，图2为具有图1光学器件的光模块一个实施例的光路原理图。如图2所示意，光模块包括有PCB板2，在PCB板2上设置有作为光源的激光器3和用来接收光信号、具体来说是接收检测光信号的光学检测器4，这里的光学检测器4采用光电探测器来实现。该光模块从整体尺寸及内部结构布局考虑，与外部进行光信号传输的耦合光纤5位于激光器3的右上方，激光器3所发出的光信号并不能直接进入到耦合光纤5中。为保证光信号顺利传输，需要将激光器3的光信号传输至耦合光纤5中。因此，该实施例的光模块在PCB板2的上方、对应激光器3和光学检测器4的位置处设置有光学器件1，利用该光学器件I改变激光器3发出的光信号的传输方向，以将光信号顺利耦合到耦合光纤5中来实现光信号的传输。光学器件I在实现光信号变向传输功能的同时，还可以衰减光信号的强度，避免不符合要求的过强光信号进入到耦合光纤5中。此外，结合光模块的整体结构，利用该光学器件I还可以检测经耦合光纤5中所输出的光信号的强度。为实现光学器件I的上述功能，该光学器件I可以采用图1所示的结构来实现。具体来说，如图1所示，结合图2所示意，该实施例的光学器件I具有朝向PCB板2的第一表面191及与第一表面191相垂直的第二表面192,在第一表面191上设置有准直透镜11和第二聚焦透镜13，在第二表面192上设置有第一聚焦透镜12。其中，准直透镜11与PCB板2上的激光器3相对应，第二聚焦透镜13与光学检测器4相对应，第一聚焦透镜12与耦合光纤5相对应。在准直透镜11的上方设置有三个全反射面，分别是传输光全反射面14、检测光全反射面15及衰减光全反射面161。这三个全反射面具有共同的顶点，并从该顶点依次向外延伸发散。此外，光学器件I还具有一个与检测光全反射面15及第二聚焦透镜13相对应的二级全反射面18以及一个与衰减光全反射面161相对应的透射面171。而且，光学器件I上述各个面按照下述光路传输方向要求来设置:传输光全反射面14与准直透镜11传输来的平行光呈45°夹角倾斜设置，且该设置位置使得该传输光全反射面14能够接收需通过耦合光纤5往外传输的、来自准直透镜11的部分平行光，而经该传输光全反射面14反射后的反射光能够直接传输至第一聚焦透镜12。检测光全反射面15与准直透镜11传输来的平行光呈45°夹角倾斜设置，且该设置位置使得该检测光全反射面15能够接收需通过光学检测器4检测的、来自准直透镜11的部分平行光，而经该检测光全反射面15反射后的反射光能够直接传输至二级全反射面18。而二级全反射面18以与该检测光全反射面15的反射光方向呈45°夹角、且使得该二级全反射面18的反射光直接传输到第二聚焦透镜13的方向倾斜设置。衰减光全反射面161与准直透镜11传输来的平行光呈45°夹角倾斜设置，且该设置位置使得该衰减光全反射面161能够接收来自准直透镜11的平行光中待衰减的部分平行光，而经该衰减光全反射面161反射后的反射光直接传输至与该反射光方向垂直设置的透射面171上。其中，通过耦合光纤5往外传输的光、通过光学检测器4检测的光及待衰减的光为根据实际光传输系统需求而预先设置好的。因此，在这些光强及透镜位置确定之后，按照上述光路传输方向要求即可确定光学器件I中各全反射面及透射面的位置。应用上述结构的光学器件I构成图2所示的光模块，其光路传输方向及过程如下:激光器3发出强度较大的散射光并入射到准直透镜11上，经准直透镜11变为平行光输出。准直透镜11输出的平行光中的部分光作为光模块实际输出的传输光而入射到传输光全反射面14上，该传输光经传输光全反射面14全反射后向右传输至第二表面192上的第一聚焦透镜1 2上，经第一聚焦透镜12聚焦耦合后传输至预先设置好的耦合光纤5中。准直透镜11输出的平行光中的部分光作为与光模块实际输出的传输光成一定比例关系的检测光而入射到检测光全反射面15上，该检测光经检测光全反射面15全反射后向左传输至二级反射面18上，再经二级反射面18变向后入射到第二聚焦透镜13上，第二聚焦透镜13将该检测光聚焦后被光学检测器4所接收。通过分析光学检测器4所接收的检测光的强度，即可获知耦合光纤5所输出的传输光的强度。准直透镜11所输出的平行光中的其余部分光作为需要衰减的衰减光而入射到衰减光全反射面161上,该衰减光经衰减光全反射面161全反射后向前传输至透射面171中，并经该透射面171透过后而穿出整个光学器件1，进而实现了对激光器3所发射的光信号强度的衰减。通过在光学器件I上设置上述全反射面及透射面，在利用全反射面实现光信号变向传输达到光信号最终对外输出及输出光强度信号强度检测的同时，还可以利用全反射面及透射面来衰减光强，不仅结构简单，容易实现，且可以通过改变全反射面的位置衰减不同强度的光信号，控制简单可靠。此外，用来衰减光强的反射面不局限于该实施例所采用的衰减光全反射面，也可以是以其他反射角度设置的一个非全反射面；与该衰减光反射面所对应的透射面不局限于一个，也可以是多个透射面的组合等。在实际应用中，光学器件I不局限于采用图1及图2所示的一个全反射面来衰减光强，还可以采用两个或更多个全反射面来实现。图3示出了本实用新型光学器件另一个实施例的结构示意图，而图4所示为具有图3光学器件的光模块一个实施例的光路原理图。如图3及图4所示意，光模块也包括有PCB板2，在PCB板2上设置有作为光源的激光器3和用来接收光信号、具体来说是接收检测光信号的光学检测器4。与图2实施例类似，该图4实施例的光模块与外部进行光信号传输的耦合光纤5也位于激光器3的右上方，同样的，在PCB板2的上方、对应激光器3和光学检测器4的位置处设置有光学器件I。其中，光学器件I采用图3所示的结构。具体来说，与图1实施例类似，该实施例的光学器件I也具有朝向PCB板2的第一表面191及与第一表面191相垂直的第二表面192，在第一表面191上设置有准直透镜 11和第二聚焦透镜13，在第二表面192上设置有第一聚焦透镜12。其中，准直透镜11与PCB板2上的激光器3相对应，第二聚焦透镜13与光学检测器4相对应，第一聚焦透镜12与耦合光纤5相对应。与图1实施例不同的是，该图3实施例的光学器件I在准直透镜11的上方具有四个全反射面，分别是传输光全反射面14、检测光全反射面15及衰减光全反射面161和衰减光全反射面162，这四个全反射面具有共同的顶点，并从该顶点依次向外延伸发散。此外，光学器件I还具有一个与检测光全反射面15及第二聚焦透镜13相对应的二级全反射面18、一个与衰减光全反射面161相对应的透射面171及一个与衰减光全反射面162相对应的透射面172。其中，传输光全反射面14、检测光全反射面15、二级全反射面18、衰减光全反射面161及透射面171的设置位置与图1实施例相同，可参考图1实施例的描述，在此不再复述。在这里仅说明衰减光全反射面162及相对应的透射面172的设置位置。衰减光全反射面162与衰减光全反射面161对称设置，而透射面162与透射面161对称设置，共同构成对激光器3所发出的光进行强度衰减的结构来使用。具体来说，衰减光全反射面162与准直透镜11传输来的平行光呈45°夹角倾斜设置，且其设置位置使得该衰减光全反射面162能够接收来自准直透镜11的平行光中待衰减的部分平行光，而经该衰减光全反射面162反射后的反射光直接传输至与该反射光方向垂直设置的透射面172上。应用图3结构的光学器件I构成图4所示的光模块，其光路传输方向及过程如下:激光器3发出强度较大的散射光并入射到准直透镜11上，经准直透镜11变为平行光输出。准直透镜11输出的平行光中的部分光作为光模块实际输出的传输光而入射到传输光全反射面14上，该传输光经传输光全反射面14全反射后向右传输至第二表面192上的第一聚焦透镜12上，经第一聚焦透镜12聚焦耦合后传输至预先设置好的耦合光纤5中。准直透镜11输出的平行光中的部分光作为与光模块实际输出的传输光成一定比例关系的检测光而入射到检测光全反射面15上，该检测光经检测光全反射面15全反射后向左传输至二级反射面18上，再经二级反射面18变向后入射到第二聚焦透镜13上，第二聚焦透镜13将该检测光聚焦后被光学检测器4所接收。通过分析光学检测器4所接收的检测光强度，即可获知耦合光纤5所输出的传输光的强度。准直透镜11所输出的平行光中的其余部分光作为需要衰减的衰减光分成两部分，一部分入射到衰减光全反射面161上，经衰减光全反射面161全反射后向前传输至透射面171中，并经该透射面171透过后而穿出整个光学器件I ;另一部分入射到衰减光全反射面162上，经衰减光全反射面162全反射后向后传输至透射面172中，并经该透射面172透过后而穿出整个光学器件1，进而实现了对激光器3所发射的光信号强度的衰减。最后，需要说明的是:虽然在上述两个实施例中，衰减光全反射面161和161、传输光全反射面14及检测光全反射面15均与准直透镜11传输的平行光方向呈45°夹角设置，该设置角度为最佳、最容易实现的一个角度，但并不局限为该角度，还可以采用其他的角度来设置，只要能够实现全反射、并能满足后续光路传输即可。此外，透射面171和172也不局限于和相对应的衰减光全反射面的反射光方向垂直设置，也可以是以其他角度设置，只要能够将符合强度要求的光线透射出去即可。而且，准直透镜11发射出的部分平行光也不局限于仅经一级传输光全反射面14后直接传输至第一聚焦透镜12，也还可以经传输光全反射面14之后再经过若干级反射面的传输、最终再传输至第一聚焦透镜12。相应的，检测光的传输也不局限于仅经检测光全反射面15、二级全反射面18及第二聚焦透镜13的传输和聚焦，还可以经更多级的反射后传输至第二聚焦透镜13。且，第二聚焦透镜13也是可选的一种结构，在光学检测器4面积足够大、能够直接接收满足需求的平行光时，也可以不设置该第二聚焦透镜13。总而言之，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对前述实施例所 记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型所要求保护的技术方案的精神和范围。
权利要求1.一种光学器件，包括有设置在外表面上、将光源发出的入射光转变为平行光的准直透镜，其特征在于，所述光学器件还包括有将所述准直透镜传输的部分平行光以第一设定角度全反射后传输并最终耦合至外部光纤的传输光全反射面、将所述准直透镜传输的部分平行光以第二设定角度全反射后传输并最终耦合至外部光学检测器的检测光全反射面以及至少一个将所述准直透镜传输的待衰减平行光反射后从所述光学器件穿出的衰减光反射面。
2.根据权利要求1所述的光学器件，其特征在于，所述衰减光反射面为一个衰减光全反射面，所述光学器件还包括有与所述衰减光全反射面相对应、用于该衰减光全反射面的反射光部分或全部透过的透射面。
3.根据权利要求2所述的光学器件，其特征在于，所述衰减光全反射面与所述准直透镜传输的平行光方向呈45°夹角倾斜设置。
4.根据权利要求2所述的光学器件，其特征在于，所述透射面为一个，且与所述衰减光全反射面的反射光方向垂直设置。
5.根据权利要求1所述的光学器件，其特征在于，所述衰减光反射面为两个，且每个均为衰减光全反射面，所述光学器件还包括有与两个所述衰减光全反射面相对应、用于将两个衰减光反射面的反射光部分或全部透过的透射面。
6.根据权利要求5 所述的光学器件，其特征在于，两个所述衰减光全反射面均与所述准直透镜传输的平行光方向呈45°夹角倾斜设置。
7.根据权利要求5所述的光学器件，其特征在于，所述透射面为两个，每个所述透射面与其中一个所述衰减光全反射面相对应，且每个所述透射面分别与所对应的所述衰减光全反射面的反射光方向垂直设置。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的光学器件,其特征在于，在所述光学器件的外表面上还设置有与所述准直透镜异面的第一聚焦透镜，所述传输光全反射面以与所述准直透镜传输的平行光方向呈45°夹角、且使得该传输光全反射面的反射光直接传输至所述第一聚焦透镜的方向倾斜设置。
9.根据权利要求8所述的光学器件，其特征在于，在所述光学器件还包括有与所述准直透镜同平面设置的第二聚焦透镜，所述光学器件还包括有一个二级全反射面，所述检测光全反射面以与所述准直透镜传输的平行光方向呈45°夹角、且使得该检测光全反射面的反射光直接传输至所述二级全反射面的方向倾斜设置，所述二级全反射面以与所述检测光全反射面的反射光方向呈45°夹角、且使得该二级全反射面的反射光直接传输至所述第二聚焦透镜的方向倾斜设置。
10.一种光模块，包括PCB板、设置在PCB板上的光源和光学检测器、稱合光纤及对应光源和光学检测器而设置的光学器件，其特征在于，所述光学器件为上述权利要求1至9中任一项所述的光学器件。
专利摘要本实用新型公开了一种光学器件及光模块，所述光学器件包括有设置在外表面上、将光源发出的入射光转变为平行光的准直透镜，所述光学器件还包括有将所述准直透镜传输的部分平行光以第一设定角度全反射后传输并最终耦合至外部光纤的传输光全反射面、将所述准直透镜传输的部分平行光以第二设定角度全反射后传输并最终耦合至外部光学检测器的检测光全反射面以及至少一个将所述准直透镜传输的待衰减平行光反射后从所述光学器件穿出的衰减光反射面。本实用新型通过在光学器件中设置多个反射面，在实现光信号变向传输的同时达到光强衰减的目的。
文档编号G02B6/32GK203149147SQ201320162479
公开日2013年8月21日 申请日期2013年4月3日 优先权日2013年4月3日
发明者黄永亮, 刘一诚, 涂文凯 申请人:青岛海信宽带多媒体技术有限公司